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《厦门大学》 2017年
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面向注意力增强的脑机接口系统研究与实现

陈帅  
【摘要】:当前,随着计算机科技和生物信息工程技术的发展,电子游戏被越来越多的结合到脑-机接口(BCI)系统中去。结合BCI技术的电子游戏已经开始广泛应用于认知科学领域,很多学者都致力于利用电子游戏来训练增强人的注意力状态。基于BCI技术的电子游戏当前已经成为一种有效的注意力训练手段。然而,他们的电子游戏缺乏反馈机制和适应性,系统并没有根据玩家即时的表现来实时调整游戏任务和游戏难度。另外,他们的实验中很少有结合行为学数据和电生理信号来评估被试的注意力状态。基于此,我们在本文中设计了一款基于BCI的多任务适应性注意力训练增强系统:CarRec。CarRec是一款在Unity3D游戏开发平台上开发的3D赛车游戏,同时它也是一款多任务游戏,它不仅包含传统赛车游戏的任务,也包含了一些认知任务。我们在该游戏中引入了神经反馈机制,系统会根据玩家在前一段时内的表现来自动调整下一个时间段的任务难度和任务出现的频率。在游戏训练结束后,我们结合脑电信号分析结果和行为学数据分析结果来综合评估被试的注意力状态。对于脑电信号的分析,我们先对脑电信号进行滤波和特征提取,然后我们再用偏侧化的方法来分析被试电生理方面的注意力状态。同时我们也使用行为学量表来从行为学的角度评估被试的注意力状态。最后我们再结合脑电数据分析结果和行为学数据分析结果综合分析被试的注意力状态。实验结果表明,通过该系统一段时间的训练,正常被试和患有焦虑症被试的注意力状态都有所增强。这项研究是通过游戏训练来训练增强被试的注意力状态,并且使用生理学和行为学上的分析手段来评估被试的注意力状态。研究结果表明了该注意力增强训练系统可以增强被试的注意力。这为注意力辅助训练提供了新的理论依据和新的思路。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R318;TP317

【参考文献】
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【共引文献】
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